第一篇：高中物理重力勢能教案1新人教版必修1

黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學高中物理 重力勢能教案1 新人

教版必修1

（二）能力訓練點

1．據重力做功的特點，推導重力勢能的表達方式。2．從能的轉化角度和功能關系來解釋和分析物理現象

（三）德育滲透點

1．培養熱愛科學，崇尚科學的品質

2．注意觀察和分析生活中的有關的物理現象，激發和培養探索自然規律的興趣。

（四）美育滲透點

讓學生體會到從自然現象中概括了來的物理概念具有的自然美，嚴謹的科學美。

二、學法引導

通過典型事例分析和實驗演示來分析討論，指導學生總結、歸納。

三、重點·難點·疑點及解決辦法 1．重點

重力勢能大小的確定 2．難點

重力勢能的相對性的理解，參考平面的選擇方法。3．疑點

如何理解重力對物體做功等于物體重力勢能增量的負值。4．

1．演繹推導物體重力勢能的定義表達方式。2．類比分析，舉例釋疑。

四、課時安排 1課時

五、教具學具準備

彈簧、鐵球、木球、玻璃缸、細沙、長木板，木塊

六、師生互動活動設計

1．教師利用實例來引入問題，利用實驗來引導學生討論問題，利用講解來加深對概念的進一步認識。

2．學生觀察、分析、討論、總結，并通過實例分析來形成能力。

七、教學步驟

（一）明確目標（略）

（二）整體感知

在復習初中掌握的重力勢能有關知識的基礎上，進一步根據功的定義，推導出重力勢能的計算公式，并通過實例分析，理解重力勢能的相對性、正負含義等，并能準確地計算重力勢能值．

（三）重點、難點的學習與目標完成過程

【引入新課】

放錄像并講解：俄羅斯“和平號”空間站于2001年3月23日北京時間14時0分12秒所有殘片都已成功安全地墜入預定的南太平洋海域，墜毀過程極為壯觀美麗，137噸的龐然大物分解燃燒，天空中出一條條長長的金色軌跡．這是一個完美的告別，“和平號”的15年風雨歷程將成為人類永恒的記憶．“和平號”的功績將永載史冊．

現提問：“和平號”空間站墜落時，為什么會燃燒？

碎片燃燒時，溫度可達3000℃，其能量由什么能量轉化而來？

現在，就講重力勢能 1．重力勢能

回憶初中的知識，可知

（l）定義：物體由于被舉高而具有的能量．

演示實驗，用木球和鐵球先后從同一高度處自由下落，落入玻璃缸中的細沙中，觀察到什么現象？這說明了什么？（鐵球深入細砂中的距離比木球要長，這說明，質量大的物體在相同的高度時，重力勢能大，克服細砂阻力做功要多）

用鐵球在不同的高度處自由下落，先后落入玻璃缸中的細砂里，觀察到什么現象，這又說明了什么？（鐵球在比較高的地方落下來，深入砂中的距離也比較長，這說明，同一個物體在比較高的地方重力勢能較大，克服細砂阻力做功要多）

綜上所述，物體的重力勢能的大小與物體的質量和物體所處的高度有關．

現在來推導重力勢能的定量表達式：投球的質量為m，從高度為h1的A點下落到高度為h2的B點，如圖所示，重力所做的功為

WG?mg?h?mgh1?mgh2

（2）重力勢能的表述式

Ep?mgh 物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積，重力勢能是標量，也 是狀態量，其單位為J（3）重力做功與重力勢能的關系

重力做功也可以寫成WG?Ep1?Ep

當物體下落時，重力做正功，WG?0，可設Ep1?Ep，這說明，重力做功，重力勢能Ep減少，減少的值等于重力所做的功．

同理，當物體上升時，重力做負功，重力勢能E增加，增加的值等于重力所做的功，要注意的是，重力做負功也可以說成物體克服重力做功．

這種功能關系不僅適合于直線運動，也適合于曲線運動，重力做功只跟物體的運動過程中初、末位置的高度差有關，而與運動的路徑無關．

提問：一個物體的質量為10kg，把它置放在2樓的一張1m高的桌面上，若樓房的每層樓高3m，求此物體的重力勢能值？

（無法計算，因為沒有說明物體的高度是以什么位置為零高度，從地面算起，物體的重力勢能Ep1?400J，若從二樓樓面算起，物體的重力勢為Ep?100J．對于不同的零高度點物體所對應的重力勢能值也各不相同）2．重力勢能具有相對性

正如上例所述，要確定物體重力勢能Ep的大小，首先必須確定一個參考平面為零勢能面，若定了零重力勢能參考平面，物體在此平面的下方，物體的重力勢能就為負，如上例把三樓底板為零重力勢能平面物體的重力勢能Ep3??200J 由此看來，物體重力勢能的正負還表示重力勢能的大小，在參考水平面以上的物體的重力勢能一定大于參考平面以下物體的重力勢能．

要特別指出的是：重力勢能的變化縣與零重力勢能參考平面選擇無關，就好像物體的高度值與選擇哪一點作為測量起點無關．至于選擇哪個水平面作為參考平面，可視研究，解決問題的方便而定．

與重力勢能相類似，還有彈性勢能． 3．彈性勢能

演示實驗：把水平放置的輕彈簧一端固定，另一端系一木塊，壓（或拉）木塊，使彈簧縮短（或伸長）再釋放木塊，讓彈簧的作用力帶動木塊在水平面上運動．

可知，發生彈性形變的物體能對外界做功，因而具有能量，這種能量就叫彈性勢能，它存在于發生彈性形變的物體之中．

舉出除彈簧以外的彈性勢能存在的實例

彈性勢能的大小，與物體的性質（如勁度系數）和形變量有關，可用實驗演示彈簧形變量越大對外界做功可越多來說明．

勢能又叫位能，它是由相互作用的物體的相對位置決定．機械運動中的勢能是重力勢能和彈性勢能的統稱．

（四）總結、擴展

1．勢能有多種，與高度有關的重力勢能和與形變有關的彈性勢能是力學中的兩種，在熱力學中有分子勢能，在電磁學中有電勢能等． 2．勢能是存在于有相互作用的物體之間，它是屬于有相互作用兩部分物體即物體系的，3 但不是有相互作用物體之間就有勢能存在，比如物體間的相互作用是摩擦力，但它們就不存在什么勢能．

3．勢能都是相對量，只有先走零勢能參考平面，勢能才有確定的值．

八、布置作業 P146練習四（2）（4）（5）

九、板書設計 1．重力勢能

（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量．（2）重力勢能的表達公式．

Ep?mgh

（3）重力做功與重力勢能的關系．

WG?Ep1?Ep2

物體下落 WG?0物體上升 WG?0Ep1?Ep2 Ep1?Ep2

2．重力勢能具有相對性．

定了參考平面，物體重力勢能才有確定值． 重力勢能的變化與參考平面選擇無關． 3．彈性勢能

十、背景知識與課外閱讀 用能量最低原理求解兩例物理題

高中化學中講到“能量最低原理”在不違背泡利原理的情況下，核外電子總是盡先安排布在能量最低的軌道上，電子在該軌道上，處于穩定狀態，其實，能量最低原理也適用于物體系物體系的穩定狀態與系統的勢能有關，勢能越小則狀態越穩定．物體系在不受外力的情況下，總處在勢能最小的狀態，即穩定狀態．下面利用能量最低原理，求解兩例物理題．

［例1］ 一質量均勻不可伸長的繩索，重為 G，A、B兩端固定在天花板上，如圖所示．今在最低點C施加一豎直向下的力將繩拉至D點，在此過程中，繩索AB的重心位置（）A．逐漸升高 B．逐漸降低 C．先降低后升高 D．始終不變

解析：由能量最低原理知，物體在靜止情況下，總處于能量最低狀態（即穩定狀態）．該狀態下重力勢能最小．故施力F后，細繩重心上升，故選答案A．

［例2］ 如圖所示．容器A、B中各有一個可自由移動的輕活塞，活塞下面是水．大氣壓恒定，A、B底部由帶閥門K的管道相連，整個裝置與外界絕熱，原先A中的水面比B中的高，打開閥門，使A中的水逐漸向B中流，在這個過程中（）A．大氣壓力對水做功，水的內能增加 B．水克服大氣壓力做功，水的內能不變 C．大氣壓力對水不做功，水的內能不變 D．大氣壓力對水不做功，水的內能增加

解析：由能量最低原理可知，打開閥門見水達到平衡時應具有最小勢能，故在打開閥門至平衡過程中，水的重力勢能減小．又由題意知整個裝置與外界絕熱，因此由能量守恒得，重力勢能的減少量轉化為水的內能．故選答案D．

十一、隨堂練習

1．下面關于重力勢能的說法中，正確的是（）

A．地球上的任何一個物體的重力勢能都有一個確定的值．

B．從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或下拋，落到地面時，物體的重力勢能 變化是相同的．

C．在不同高度的物體具有的重力勢能可能相同．

D．低于零重力勢能面的物體的重力勢能一定小于在零重力勢能平面以上物體的重力 勢能．

2．如圖所示，質量為m的物體置于水平地面上，其上表面豎立直著一根輕彈簧，彈簧長為L0，勁度系數為k，下端與物體相連接，現將彈簧上端緩緩豎直向上提起一段距離L，使物體離開地面，這時物體重力勢能增加 ．

3．一根質量分布不均勻的金屬鏈條重30N，長1m，盤曲在水平地面上，當從鏈條的A端慢慢提起鏈條到使它的另一端B恰好離開地面需做功12J，如改從B端慢慢提起鏈條使鏈條A端恰好離開地面需要做功多少？

4．如圖所示，桌面高為h，質量為m的小球從離桌面高為H處自由下落，不計空氣阻力，假設桌面處的重力勢能為零，則小球落到地面前瞬間的機械能為（）A．B． C．D．

5．如圖所示，物體從A點出發，沿3條不同的軌道運動到B點，則在移動的過程中重力做功的情況是（）

A．沿路徑運動，重力做功最多 B．沿路徑運動，重力做功最多 C．沿路徑運動，重力做功最多 D．無論沿哪條路徑，做功都一樣多

第二篇：高中物理 備課資料4《重力勢能》必修1

人教版高一物理必修1備課資料4《重力勢能》

一、有關重力勢能的教學建議

教學中應先復習初中學過的有關重力勢能的概念，明確重力勢能的大小跟物體的重力和相對地面的高度有關，在此基礎上提出物體重力勢能的大小跟重力和高度是什么關系的問題，啟發學生還是從功是能量轉化的量度去思考，接著利用教材中圖5.41推導物體m從高度h1處落到h2處重力做的功.WG=mgΔh=mgh1-mgh2

式中WG為重力做的功，重力做功的結果使物體所處的高度發生變化，反映了物體重力勢能的變化，可見重力勢能的大小可用物體的重力和所處的高度來量度，其計算式Ep=mgh.（1）重力勢能的相對性和參考平面

教材從公式Ep=mgh出發，指出高度h是相對的，所以重力勢能也是相對的.參考平面的選擇是任意的，一般要從研究問題的方便出發來選擇.但是由于教材不要求知道重力勢能的正、負，所以，通常取研究問題中最低處的水平面為參考平面.（2）重力做功和重力勢能改變的關系

由重力勢能計算公式的引出實際上已推導出重力做功和重力勢能變化的關系，利用上式應說明重力做正功，物體重力勢能減少，重力做負功（或物體克服重力做功）物體重力勢能增加，用公式表示為 WG=Ep1-Ep2

教學中應引導學生討論上式的物理意義，避免學生死記公式，不會靈活應用.（3）重力做功與路徑無關

教材在正文提到了重力做功與路徑無關，只與起點和終點的位置有關的結論.為加深對這個結論的理解教學中可通過如圖所示.讓物體從A點到B點和C點的不同路徑，計算重力做的功.物體沿曲線從A點到C點的情況沒有推導，而且直接給出，如果學生基礎好，也可以把曲線劃分成很多的小段，每一小段相當于一個小斜面，然后分別求出物體通過每一小斜面重力做的功.最后，重力的總功等于起點和終點的重力勢能的差.以上的推導都不作為教學要求，只是為了讓學生知道重力做有這樣的一個特點，而且要知道不是所有力都有這個特點，在學過的力中，重力、彈簧的彈力、有這樣的特點以后要學到的電場力、分子力等也有這樣的特點.二、“爬云梯”的梯子短一些是否更安全? 一個正在表演“爬云梯”的體格健壯的演員，他用雙肩頂著一架足有五六米高的梯子，另外五個演員陸續爬到梯子的頂端，進行表演.觀眾們無不為此提心吊膽：梯子頭重腳輕是多么容易翻倒呀！可是，梯子盡管有一些搖擺，到底還是穩住了.這是為什么呢？

在此節目中，肩膀上頂梯子的演員，憑著他敏捷感覺，把梯子的基底位置隨時加以靈活調整.當梯子向前傾時，他的肩膀立即向前挺；當梯子向后倒時，他的肩膀也隨即向后退.這樣，使重力作用始終通過基底，梯子就倒不下來.那么梯子做短一些不是更安全嗎？為了回答這個問題，讓我們先比較一下頂一支鉛筆和頂一根二三米的竹竿的情形.豎直放置的竹竿或鉛筆，只要一松手，都會失去平衡而傾倒，竹竿的重心較高，穩定性不及鉛筆，它更難維持平衡.但是，另一方面，正因為竹竿重心高，因此從開始傾斜至傾倒在地，所需時間卻比鉛筆倒下的時間長得多.而且，竹竿倒下時的速度還與傾倒的角度有關：傾角越大，重心越低.這樣，竹竿就有更多的勢能轉化為動能，傾倒時的速度也就越大.對一支長16 cm的鉛筆來說，當頂端有1 cm的偏離時，它的傾角約為3°25′，其頂端就要下降0.28 cm.但對一根長三米的竹竿而言,它的頂端偏離平衡位置1 cm時，傾角只有11′.竿頂下降0.003 cm，重心只降低0.0015 cm.可見,在偏離平衡的距離相同的情況下，竹竿越高，從離開平衡位置到某一偏離位置需要的時間越長.這樣,盡管竹竿桿長、重心高對穩定性不利但是由于它開始傾倒時的速度很慢，因而在基底可以移到的情況下，就有充分的時間來調整竹竿的平衡，就能變不利為有利，桿子越長反而越容易保持平衡.所以說，頂長竹竿比頂鉛筆要容易.由此可見,演員在梯頂時正是梯子重心位置最高、梯子倒得最慢的時候，頂梯子的演員有足夠的時間來調整梯子的基底位置.所以，這個看上去好像是最緊張的場面實際上倒并非是最難表演的.演員們上梯下梯，大家往往認為是雜技表演的開始和終了而不十分注意，其實卻是最難表演的場面.這時，重心位置不固定，有時甚至降得很低.這兩種情況，對頂梯子的演員來說，調整較為困難.為此，要求演員動作敏銳，有節奏，每個動作完成后必須有一定的間隙.三、為什么有些地方的人愛把重物頂在頭上

我們在電影和電視中看到,有些地方的人總愛把水罐、籮筐等重物頂在頭上,而不喜歡手提肩挑,這樣做是不是很危險?難道這里有什么科學道理嗎? 如果我們仔細分析一下,就會發現,把重物頂在頭上走路確實比手提肩挑更省力、更科學些.人在走路時,要消耗能量,消耗的能量越多,人就越感到吃力,消耗的能量越少,人就越感到輕松.人在走路時消耗的能量主要用在兩個方面:一是克服身體的各個活動部分之間的摩擦;另一個則是用于克服重力而做功.在水平地面上走路,也要克服重力做功嗎?是的,因為身體重心隨人的行走而上下移動,用手提著重物時,重物的重心也跟著上下移動,而移動的高度與人體重心上下移動的高度幾乎是一樣的.重心上升時,就要克服重力做功;重心下降時,這部分能量又被轉化為腳和地面相碰時產生的聲能和勢能.因此人提著重物走路,就必須消耗一部分能量來克服人和重物的重力而做功.如果把重物放在頭上,由于人的脊柱具有彈性,重物就像壓在一根彈簧上,人行走時,重物的起伏較小,用于克服重物的重力所做的功少,人消耗的能量也相應減少,因此,人就感到輕松.有人做過一項有趣的實驗,分別測試人頭頂重物走路和手提重物走路時的耗氧量,實驗結果是:手提重物比頭頂重物時耗氧量多得多.耗氧量越多,說明人體消耗的能量也越多,由此可知,用頭頂重物還蠻有科學道理呢!如果經過一些練習,你也能穩穩當當地將重物頂在頭上,走起路來輕松自如.

第三篇：高中物理必修1教案

高中物理必修1教案-《功率》(3000字)

高中物理必修1教案-《功率》

一、教學內容分析

1．內容與地位

《普通高中物理課程標準》共同必修模塊“物理2”中涉及本節的內容標準是“理解功率，關心生產和生活中常見機械功率的大小及其意義”。要求學生理解功率的概念，會進行功率的計算；會分析汽車發動機功率一定時，牽引力和速度的關系；嘗試自己設計實驗，測量人在某種運動中的功率。由于功率在生活、生產中應用很廣，教學中可充分利用這一優勢，使抽象的物理概念變得富有實際意義。發展學生應用知識解決實際問題能力，樹立正確的價值觀。

本節課的教學應立足于培養學生的思維能力，通過學習物理研究方法，使學生學會思考問題。在建立“功率”概念中，讓學生體會用比值方法來建立一個新物理概念。機車起動過程的分析著重培養學生的邏輯思維，引導學生認識物理與社會生活的密切聯系，綜合運用動力學知識和功率概念分析問題和解決問題的能力。通過學生設計測量人的做功功率的實驗，達到學以致用的目的，培養學生運用科學知識解決實際問題能力。

2．教學目標：

（1）通過實例體驗功率概念的形成過程及功率的實際意義，理解功率概念。

（2）從功率概念的定義，體會用比值方法建立物理概念的方法。

（3）理解功率與力和速度的關系。會利用功率的兩個公式來解釋現象和進行計算。

（4）了解平均功率、瞬時功率、額定功率、實際功率區別和聯系。

（5）具有敢于發表自己觀點，堅持原則，善于合作的良好

習慣。

3．重點難點：教學重點是理解功率的概念；難點是理解功

率與力、速度的關系，瞬時功率和平均功率的計算。

二、案例設計

（一）新課引入

問題：人們在生產、生活和工作中使用了大量的機械來做功，這與人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？請舉例說明。（引發學生思考，讓學生從身邊生活尋找做功事例，并思考機械與人或畜力做功的差異。）

功是能量轉化的量度，人們十分關注做功的多少。然而不同的機械或人，其做功的快慢是不同的。（分析一些生產事例、工作場面，或展示一些做功快慢不同的圖片。有條件的情況下還可通過多媒體手段更生動地展示這些畫面和情景，使學生對做功快慢的情形有更為形象和具體的認識，從而為建立正確的“功率”概念打下良好基礎。）

參考事例：①挖土機與人，要完成相同的挖土任務，人花的時間要長得多。②建筑工地上要把磚塊或水泥等建筑材料搬到樓頂上，起重機和搬運工相比，起重機要比工人快得多。③從水井里提水，使用抽水機比人工要快得多④家住在高樓（如8層），乘電樓比走路要快得多。⑤拖拉機耕地比牛耕地要快得多，等等。列舉生產、生活中發生的事例，使學生體會功率與生活、生產息息相關，無處不在，研究功率具有重要的現實意義。

說明：通過引導學生分析有關事例，形成初步共識：人們選用機械來做功時，不僅要考慮做功多少，還要考慮機械做功的快慢。如挖掘機做功比人快；大卡車比拖拉機做功快；拖拉機耕地比牛耕地要快；起重吊車比搬運工人做功快；抽水機比轆轤提水快，等等。研究做功的快慢有著重要的實際意義。

通過一個實際問題，具體數據，讓學生感性地認識做功的快慢。如在某高樓建筑中需要搬運一批磚頭

到一高層上，在搬運磚頭過程中，起重機和搬運工人的生產記錄情況如下表所示：

師：不同的機器或物體做功有快有慢，如何來衡量做功的快慢呢？請同學們思考并提出解決方案。（引導學生思考：如何比較物體做功快慢？討論中注意培養學生的發散思維能力和批判思維能力。）

預測學生可能有以下回答：

①選擇相同時間，比較做功多少，做功多的，做功就快；

②選擇做相同的功，比較做功的時間長短，時間長的，做功就慢。

③類比“速度”的定義方法，用做功和完成這些功所花的時間的比值來定義“功率”。

說明：對學生提出的各種方案可能有問題或不完整，教師應鼓勵學生在交流中補充完善自己的認識。教學中注意引導學生類比如“速度”、“加速度”概念的定義方法，體會比值法定義功率概念。

（二）新課教學

1．功率

（1）定義式：物理學上用物體所做的功W與完成這些功所用時間t的比值，作為在該時間內物體平均做功快慢的量度。即 Ｐ=W/ t（2）物理意義：表示物體做功快慢的物理量.。

（3）單位：教師請一位同學正確地說出公式中各個字母所表示的物理量及其單位。

Ｐ：功率，單位：瓦（W），常用單位還有千瓦（ｋW）

W：力所做的功，單位：焦耳（J）

ｔ：做功所用時間，單位：秒(s)單位換算：１kW = 1000 W１W=１J/s（4）功率是標量，功率表示做功過程中能量轉化的快慢。

（5）討論與交流：

小實驗：把一枚硬幣放在書的封面上，打開書的封面形成一個斜面，并使硬幣開始下滑。請同學仔細分析一下，在下滑的過程中硬幣共受到幾個力的作用？哪些力做正功？哪些力做負功？哪些力不做功？如果斜面的傾角增大，情況會有什么變化？傾角增大時，功率是否也增大？

提示：①比較不同傾角時的功率，應注意硬幣開始下滑處的高度應相同。討論功率時須指明哪個力的功率。②實驗的分析討論，要注意所分析的是某個力的平均功率。注意引導學生進行受力分析、做功分析，可利用功率的定義式，在理論上進行的推演，使思維更加嚴密。

（6）認識一些常見機械做功功率

①汽車發動機：5×10 W ～ 15×10 W ②摩托車約2×10 W ③噴氣客機約2×10 W ④火箭的發動機約 1×10 W ⑤ 人的平均功率約 1×10 W，優秀運動員短時間內的功率可達1000W ⑥人心臟跳動的功率 1.5W左右 ⑦萬噸巨輪 10W以上 ⑧藍鯨游動的功率可達350kW 等等。61324438 2．功率與力、速度的關系

思考與討論：一部汽車載重時和空車時，在公路上以相同的速度行駛，試討論這兩種情況下汽車的輸出功率是否相同？為什么？

預測學生會回答：

①載重汽車與地摩擦力較大，牽引力也大，由于行駛速度一樣，故相同時間內，載重車的牽引力做功較多，所以載重汽車的輸出功率較大。

②載重汽車行駛得比空車慢，因此功率較小。

③載重汽車比空車費力，因此載重車的輸出功率較空車時要大些。

說明：上述分析討論的目的是啟發學生思考功率與力和速度有何關系。學生分析可能會出現片面和不完整回答，教師要參加到學生的討論分析中，幫助、啟發和引導學生形成正確的認識。

(正確的回答應是①)。教師根據課堂需要還可以提出一些問題讓學生進一步討論，如汽車在上坡和下坡時功率、速度和牽引力會怎樣變化？ 接著，教師引導學生思考，如何計算牽引力的功率。（讓學生根據所學知識和功率定義式進行推演，培養良好的科學思維能力和思維習慣）

提出問題：某汽車在平直公路上做勻速直線運動，已知其在牽引力大小為F，運行速度為V，試求此時汽車牽引力F的功率為多少？

注意引發學生思考解決問題的思路，應用功和功率的定義式進行分析和推導。

課堂分析結果： Ｐ＝F〃ｖ

即力F的功率等于力F和物體運動速度ｖ的乘積.。注意：這里的F是速度V方向上的作用力。

分析討論：由V=S/t求出的是物體在時間ｔ內的平均速度，代入公式Ｐ＝Fｖ求出的功率是F在時間ｔ內的平均功率；如果ｔ取得足夠小，則V表示瞬時速度，此時由Ｐ＝Fｖ求得的功率就是F在該時刻的瞬時功率。即當V為平均速度時，求得的功率就是平均功率，V為瞬時速度時，求得的功率就是瞬時功率。

（1）總結：

①平均功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是平均速度)

②瞬時功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是瞬時速度)

③如果物體做勻速直線運動，由于瞬時速度與平均速度相等，故此時平均功率等于瞬時功率。交流討論問題：由求出的是瞬時功率還是平均功率?

學生小組討論后得出：由公式求出的功率，反映了該力在t時間內做功的平均快慢，故由公式求出功率是平均功率。

（2）額定功率與實際功率的認識

問：人力直接做功能否像汽車做功那樣快呢？汽車做功能否像飛機做功那樣快呢？人如果做功過快，會產生什么后果呢？汽車超負荷運轉會產生什么后果呢？（人做功過快，會引起疲勞、甚至受傷、生病等，汽車超負荷工作會造成發動機熄火或燒毀。）

問：奧運長跑運動員能否用100米短跑的速度來完成5000米的賽跑路程呢？為什么？

提示：奧運比賽是一種挑戰運動局限的比賽，人與機器一樣，不能長時間超負荷運動，短跑運動員在100米賽跑中，時間不過是十幾秒，能以最大的速度跑完全程，此時運動員的輸出功率是正常時的數十倍。在5000米的長跑運動中，運動員不可能長時間超負荷運動，因此長跑運動員不可能一直保持百米賽跑那樣的速度。

說明：此問目的在于學生通過思考自己身邊所熟悉的問題，認識額定功率和實際功率的概念以及概念的意義。

①額定功率：指動力機械在長時間正常工作時最大輸出功率。也是機械發動機銘牌上的標稱值，額定功率是動力機械重要的性能指標，一個動力機械的額定功率是一定的。

②實際功率：機械在運行過程中的功率是實際功率，實際功率可以小于額定功率，可以等于其額定功率（稱滿負荷運行），但不能大于額定功率，否則會損壞機械。③很多機械的銘牌上都標有這臺機器的額定功率，請同學將家里的電器設備上的額定功率都記錄下來，并計算家里的每部機器每天要做多少功？要消耗多少電能？哪一部機器最耗電？請與同桌同學進行交流。

（3）汽車發動機的功率一定時，牽引力與速度的關系

當汽車輸出功率一定時，根據公式P=FV可知，物體的運動速度V與牽引力F成反比，如果汽車需要較大的牽引力，就必須減小運動速度。

思考：汽車以額定功率在平直公路行駛時，若前方遇到了一段較徒的上坡路段，汽車司機要做好什么調整，才能確保汽車駛到坡頂？為什么？

學生可能回答：①加大油門，汽車可順利到達坡頂。②汽車要換檔，才能順利駛到坡頂。

師生共同分析：①根據P=FV 知，汽車以額定功率行駛，因遇上坡路段，汽車所需的牽引力增大了，若要保持行駛速度不變，這是不可能的；加大油門，只會增加發動機的輸出功率（超過額定功率），發動機將因超負荷而過熱損壞。②這是一種正確的操作方式，當司機將發動機的速度檔位調低后，速度減少了，牽引力加大了，只要牽引力足夠，汽車便可順利上坡。

思考：汽車等交通工具，如何才能獲得更大的行駛速度？

3．學生進行測功率活動。（建議課后安排）

問題：如何才能知道在某種運動中自己做功的功率呢？請同學設計一個測量方案，并進行實際測量。說明：應激勵積極思考、設計可行方案，動腦動手，體驗科學實驗方法和感受實驗成果的喜悅。實驗方案舉例：（讓學生結合自己的情況來進行設計實驗）

方案1：學生快速跑上樓，來測量做功的最大功率。

方案2：估算學生自己平時上樓或爬山過程的功率。

方案3：設計沿某一竹桿或樹桿上爬一定的高度，來測量做功功率。

方案4：利用跳繩運動，來測量做功功率。

方案5：測算自己舉起杠鈴時的最大功率（需要同學的幫忙）

說明：①有關實驗方案、原理、器材、數據的測定及同學協作等，都應放手讓學生自行討論、分工，這樣才能培養學生的實驗能力，給學生以合作交流的機會。

②方案選定后，要注意引導學生如何求功和功率，需要選擇哪些實驗器材，測量哪些物理量？測量是否存在誤差問題，如何才能較準確地測量。

③根據學生設計的方案，組織學生進行實驗。最后實驗結果，讓學生通過實物展臺進行交流匯報，師生共同觀看，最后還可以進行評選活動。

④活動目的是：培養學生應用物理知識解決實際問題能力，并通過親身的實驗，達到內化知識，提升能力。同時也在實驗過程中培養學生嚴謹的科學態度。

三、案例評析

本案例的教學設計體現了物理知識源于生活，又應用于生活。“功率”與生活、生產聯系密切，在引入功率、額定功率、實際功率等概念時，都注意通過生產、生活的具體實例引入，使原本枯燥無味的概念教學變得生動和有趣，學生易于認識和理解“功率”概念，有利于激發學生的學習熱情。在知識形成過程中，注重引導學生學習科學思維方法，體會比值法在定義“功率”概念的作用，提高學生的應用科學思維方法解決問題的能力。通過設計測定人在某種運動中做功功率實驗，來達到內化和強化物理概念和物理規律的理解，實現知識由理論向實踐的轉化，加強物理與生活、生產和科技的聯系。

在“功率”的整個教學過程中，始終關注“生活與物理，物理與社會”的關系，培養學生關注物理學的技術應用，形成將物理知識應用于生活和生產實踐的意識，較好地體現了在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀上對學生進行教育的課程理念。

四、相關鏈接

1．瓦特其人其事

生平簡介

瓦特(James Watt,1736～1819年)蘇格蘭發明家。1736年1月19日生于蘇格蘭格林諾克。童年時代的瓦特曾在文法學校念過書，然而沒有受過系統教育。瓦特在父親做工的工廠里學到許多機械制造知識，以后他到倫敦的一家鐘表店當學徒。

1763年瓦特到格拉斯大學工作，修理教學儀器。在大學里他經常和教授討論理論和技術問題。1781年瓦特制造了從兩邊推動活塞的雙動蒸汽機。1785年，他也因蒸汽機改進的重大貢獻，被選為皇家學會會員。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。

科學成就

1763年，瓦特修理格拉斯哥大學的一臺紐可門泵，得以仔細研究了結構和工作原理，找到了熱量損失消耗大量燃料的癥結所在，他終于想出了加一個與汽缸分離的冷凝器，汽缸外裝上絕熱套子，使它一直保持高溫，新的蒸汽機的效率大大提高。瓦特并不滿足于已經取得的成就，1781年他又制造了從汽缸兩邊推動活塞的雙動作蒸汽機，并采用曲柄機構，使往復的直線運動轉變為旋轉運動。瓦特還設計了離心節速器，利用反饋原理控制蒸汽機的轉速。經過一系列的改革，蒸汽機迅速被各工業部門采用，為產業革命鋪平了道路。蒸汽機車加快了19世紀的運輸速度。蒸汽機→蒸汽輪機→發電機，蒸汽為第二次工業革命即電力發展鋪平了道路。

趣聞軼事

童年時代的瓦特和茶壺的故事

一天晚上，瓦特和一個小女孩在家里喝茶。瓦特不停地擺弄茶壺蓋，一會兒打開，一會兒蓋上，當他把茶壺嘴堵住時，蒸汽頂開了茶蓋。在旁的外祖母對瓦特的這種無聊動作極為不滿，加以訓斥。瓦特并不介意，他一心想著蒸汽的力量，從此萌發制造蒸汽機的念頭。

蒸汽機與產業革命

羅爾特所著《詹姆斯〃瓦特》中，曾寫道：“瓦特蒸汽機巨大的、不知疲倦的威力使生產方法以過去所不能想象的規模走上了機械化道路。

2．機動車輛常見的兩種啟動過程

對于汽車或機車等交通工具，在靜止開始啟動的過程中，發動機的輸出功率、牽引力和速度的關系滿足公式P＝F〃v，在P、F、v三個物理量中，若保持一個量不變，當另一個量變化時，第三個量也隨之變化。關于汽車的啟動過程是一個較為復雜的物理過程，下面我們就兩種常見的啟動過程分析如下： ①汽車（或機車）以恒定的功率啟動和行駛過程（請把握教材的難度和課標的難度）

汽車牽引功率保持恒定時，由P = FV可知，牽引力大小與速度成反比。結合牛頓第二定律F – f = ma可知，汽車以恒定功率啟動的過程，隨著汽車速度V的逐漸增大，汽車的加速度逐漸減小，直至加速度等于0，最后汽車做勻速運動。

思考：當汽車在平直公路行駛時，前方遇到了一段較徒的上坡路段，汽車司機應做好什么調整，才能確保汽車駛到坡頂？只靠加大油門能否順利到達坡頂？

②機車以恒定的牽引力啟動的過程：機車做的是加速度a=(F-f)/m的勻加速直線運動，汽車的輸出功率P隨汽車速度增大而增大，直至汽車輸出功率等于額定功率，勻加速過程結束。接著汽車保持功率不變，汽車通過減少牽引力，進一步提高速度，直到加速度a＝0，最后做勻速行駛運動。這一過程中各量的變化，可用下列流程圖來表示。

案例來源：陳峰主編，《走進課堂——高中物理（必修）新課程案例與評析》，高等教育出版社

薦初二物理《浮力》教學案例(5000薦薦初初二中物物理

教理

案教

學

案物

態例

變

字)

化

薦初中物理教學設計和反思(3000字)薦初中物理教學案例《密度》(800字)

第四篇：高中物理必修1彈力教案

高中物理必修1彈力教案(800字)

彈力教案

教學目標

（一）知識與技能

1．知道彈力產生的條件．

2．知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力，能在力的示意圖中畫出它們的方向．

3．知道彈性形變越大彈力越大，知道彈簧的彈力跟彈簧的形變量成正比，即胡克定律．會用胡克定律解決有關問題．

（二）過程與方法

1．通過在實際問題中確定彈力方向的能力． 2．自己動手進行設計實驗和操作實驗的能力．

3．知道實驗數據處理常用的方法，嘗試使用圖象法處理數據．

（三）情感態度與價值觀 1．真實準確地記錄實驗數據，體會科學的精神和態度在科學探究過程的重要作用．

2.在體驗用簡單的工具和方法探究物理規律的過程中，感受學習物理的樂趣，培養學生善于把物理學習與生活實踐結合起來的習慣．

教學重點

1．彈力有無的判斷和彈力方向的判斷． 2．彈力大小的計算． 3．實驗設計與操作． 教學難點

彈力有無的判斷及彈力方向的判斷．

教學方法

探究、講授、討論、練習

教學手段

教具準備 彈簧、鉤碼、泡沫塑料塊、粉筆、燒瓶（內裝紅墨水瓶塞上面插細玻璃管）、演示胡克定律用的鐵架臺、刻度尺、彈簧、鉤碼等等．

教學活動

[新課導入] 撐桿跳高運動員要使用撐桿，跳水時要使用跳板，你能說明這樣做的目的

觀看伊辛巴耶娃撐桿跳破世界紀錄及運動員跳水的視頻。

嗎？由此引入新課

師：那么，這又是個什么力呢?它是怎樣產生的，它的大小、方向各如何?帶著這些問題我們一起來探究有關彈力的有關知識．

[新課教學] [實驗演示]

一、形變

演示實驗1：彈簧掛上鉤碼后伸長。

演示實驗2：泡沫塑料塊受力而被壓縮、彎曲與扭轉。演示實驗3：粉筆用力被折斷。學生觀察思考什么是形變

給出形變的定義——物體形狀或體積的變化叫做形變．

剛才舉的那些例子都很容易觀察到，如果一本書放在桌面上，書和桌面發生

形變了沒有? 生1：沒有．

生2：可能發生了形變，但是由于形變量太小，所以肉眼觀察不出來． 演示實驗1視頻播放

桌面微小形變的激光演示（在一個大桌上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被這兩面鏡子反射，最后射在刻度尺上形成一個光點。用力壓桌面，觀察刻度尺上光點位置的變化。）

演示實驗2 用手擠壓時燒瓶的形變

（雙手握住注滿紅墨水的燒瓶，用力擠壓底部。上插玻璃管中的紅墨水液面上升。）

師：通過上面的實驗，我們觀察到什么樣的實驗現象? 生：通過觀察，我們發現原來不容易觀察的瓶子和桌面也發生了形變．

師：我們用了什么樣的方法? 生：微觀放大的方法．

師：由此我們可以想到一切物體都可以發生形變，形變分為很多種類，有些物體在形變后能夠恢復原狀，這種形變叫做彈性形變．發生彈性形變的物體是不是在所有的情況下都可以恢復原狀呢? 給出形變的分類——彈性形變、范性形變

彈性形變 ：外力在撤去后能夠恢復原狀

范性形變：外力在撤去后不能夠恢復原狀 師：剛剛我舉的例子中哪個屬于范性形變？

生：粉筆用力后被折斷

二、彈力

師：之前我們觀察了伊辛巴耶娃撐桿跳視頻，大家想想如果沒有那根撐桿，她能跳5米06那么高嗎？不能，那撐桿對它一定有了一個力的作用。這個力我們就叫它彈力。

彈力定義——發生彈性形變的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體會產生力的作用，這種力叫做彈力。、從定義中我們可以得出

指

向鏈子收縮的方向 彈力產生的條件——①直接接觸②發生彈性形變

確定彈力的方向

實例1：給出吊燈圖片，做出分析。以燈為研究受力對象，鏈子

吊住吊燈，鏈子發生形變。鏈子被拉長，就要企圖恢復形變。這里施力物體----鏈子，受力物體----燈。這時候鏈子對燈的拉力的方向是——豎直向上，指向鏈子收縮的方向。

實例2：播放小朋友跳蹦蹦床的圖片，分析蹦床凹下去時它想要恢復形變，彈力的方向----豎直向上指向受力物體人。

做出總結：

彈力方向——施力物體形變恢復的方向；與施力物體形變方向相反；施力物體指向受力物體

[課堂訓練] 關于彈力的產生，下列說法中正確的是……………………………()A.只要兩物體相接觸就一定產生彈力 B.只要兩物體相互吸引就一定產生彈力 C只要物體發生形變就一定有彈力產生

D.只有發生彈性形變的物體才會對與它接觸的物體產生彈力作用 答案：D 解析：此題根據彈力的產生條件，接觸和彈性形變缺一不可．A、C都只有彈力產生條件的一個方面，而B只說“有相互吸引”，只能證明有力存在，不是彈力，故選項D正確．

幾種彈力：壓力、支持力和拉力

通過幾種常見的彈力進一步來研究彈力問題．

壓力 支持力

拉力 物塊 桌面 物塊

桌面

物塊

桌面

繩子 物塊

繩子

列表分析壓力、支持力和拉力它們的施力物體、受力物體、力由誰的形變產生、和力的方向這幾個問題。

進一步得出：彈力總是指向施力物體形變恢復的方向 判斷有無彈力：

例1：如圖所示，一球體靜止于一水平面與一側壁之間，不計任何摩擦，判斷側壁對球體有無彈力。F分析：方法1：①假設水平面和側壁對球體 均產生彈力，分別為F1、F2，對球體受力分析

如圖所示。由圖可知，F2的存在顯然不能使還應體處于靜止狀態，與題設條件（球體靜止）相矛盾，故側壁對球體無彈力。或 ②假設側壁對球體無彈力，則球體只受重力和水平面的彈力（支持力），球體能夠保持靜止，滿足題意，故假設成立。

F2 假設法——就是假設這個力存在，看在這個力存在時作用效果是否與物

體實際的運動狀態相符合，如果符合，說明這個力確實存在，否則這個力不存在．

方法2：條件法——撤去斜面，球能保持靜止，則斜面對球無彈力。

[練習]：判斷圖2中物體有無彈力作用。

①

②

④ 四種接觸情況下彈力的方向 ①面面接觸：垂直于接觸面

③點點接觸：垂直于過接觸點的切面 并指向繩收縮的方向

[課堂訓練] 1．請在圖中畫出桿及球所受的彈力．

④繩子拉力：沿著繩

③

甲 乙

丙

丁

解析：(1)甲圖中桿在重力的作用下，對A、B兩處都產生擠壓的作用，故A、B兩點處對桿有彈力，彈力的方向與接觸點的平面垂直

(2)乙圖中桿對C、D兩處有擠壓作用，因C處是曲面．D處為支承點，所以，C處的彈力垂直其切面指向球心，D處的彈力垂直于桿斜向上．

(3)丙圖中繩子拉住小球，兩只小球互相擠壓，繩子對球的彈力沿繩斜向上．

(4)丁圖中球與兩點接觸并且擠壓，球受的彈力F1、F2垂直于接觸點的切面(虛線是切面)，沿著半徑方向指向球心．

三、胡克定律

用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力，系統靜止時，彈簧的彈力等于所懸掛鉤碼的總重；彈簧的長度及伸長量可由刻度尺測出．

注意事項

(1)本實驗要求定量測量，因此要盡可能減小實驗誤差．標尺要豎直且緊靠指針以減小讀數帶來的誤差，每次改變懸掛鉤碼個數后，要待系統穩定后再讀數．

(2)實驗中所提供的米尺精確度為1 mm，應估讀一位．

(3)彈簧組的說明書已說明每個彈簧的彈性限度，注意不要超過它的彈性限度使用．

實驗過程

(1)選擇器材： 選擇一只彈簧(注意它的彈性限度)懸掛在鐵架臺的橫桿上，固定刻度尺的位置。

(2)首先將實驗裝置調整妥當(如整個裝置是否豎直平穩，標尺與彈簧的距離是否合適，標尺面與彈簧上的指針是否在同一平面內，是否便于讀數等)．

(3)讀出彈簧自然下垂時指針所指刻度．

(4)懸掛200g鉤碼一個，待穩定后，讀出彈簧上指針所指刻度并計算出彈簧的伸長量記入表格

(5)逐個增加鉤碼，重復第4步，至少做4組數據．

(6)圖象法處理數據：將數據輸入Excel，以彈簧彈力為縱軸，彈簧伸長量為橫軸建立坐標系，描出4個特殊點，以尋找彈簧彈力和彈簧伸長量之間的關系． 得出結論----彈簧彈力的大小與彈簧的形變量成正比． 師：用一個公式來表示這種關系．

生：F＝KX．

師：這個公式實際上是一個定律，叫做胡克定律，是英國科學家胡克首先發現的，其中式子中的K是彈簧的勁度系數，單位是牛每米，符號是N／m．其中F是彈簧受到的彈力大小，X是彈簧的形變量，既可以是彈簧的伸長量，又可以是彈簧的壓縮量。彈簧的勁度系數跟彈簧絲的粗細、材料、彈簧的直徑、繞法、彈簧的長度等量有關，這個量反映了彈簧的特性．

[課堂延伸] 利用胡克定律原理設計制作簡易彈簧秤。（課后有興趣

可以做）

材料：彈簧（或橡皮筋）、50克鉤碼5個、回形針2 枚、卡紙片、直尺、水筆

[課堂訓練] 一個彈簧原長8cm，下端懸掛4N的重物，靜止時，彈

簧的長 度為10cm，此彈簧的勁度系數多大? 解：由F ＝ k x得

4N=K?（0.1-0.08）m K=200 N/m [板書設計] 形變

定義——物體形狀或體積的變化叫做形變

分類——彈性形變、范性形變

彈力 定義——發生彈性形變的物體，由于要恢復原狀，對

與它接觸的物體會產生力的作用，這種力叫做彈力。

產生條件——①直接接觸②發生彈性形變

判斷有無彈力的方法——假設法、條件法

方向——指向施力物體形變恢復的方向

大小——胡克定律F ＝ k x 薦初二物理《浮力》教學案例(5000薦薦初初二中物物理

教理

案教

學

案物

態例

變

字)

化

薦初中物理教學設計和反思(3000字)薦初中物理教學案例《密度》(800字)

第五篇：高中物理必修1教案：牛頓第三定律

黎晉良設計

4．5牛頓

黎晉良設計

（B）輪船的螺旋槳旋轉時向后推水，水同時給螺旋槳一個反作用力推船前進

（C）質量較大的物體A靜止在質量較小的物體B上時，A對B的作用力大于B對A的作用力

（D）發射火箭時，火箭向下噴出氣體，噴出的氣體同時給火箭一個反作用力推動火箭向上運動

4、下列說法中正確的是

（）（A）作用力和反作用力一定是同一性質的力

（B）作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用效果可以相互抵消（C）相互平衡的兩個力性質可以相同，也可以不同

（D）相互平衡的兩個力大小相等，方向相反，同時出現，同時消失

5、跳高運動員能從地上跳起，這是由于在起跳瞬間

（）．．（A）運動員給地面的壓力等于運動員受到的重力（B）地面給運動員的支持力大于運動員給地面的壓力（C）地面給運動員的支持力大于運動員受到的重力

（D）地面給運動員的支持力和運動員給地面的壓力大小相等，方向相反

6、人站在電梯上。人與電梯之間相互的作用力與反作用力分別是人對電梯的_____力和電梯對人的______力；電梯靜止時，這兩個力大小_____，方向_____；電梯勻速下降時，這兩個力大小_____，方向_____；電梯勻速上升時，這兩個力大小_____；方向_____。

課后作業

1、一物體靜止的放在水平臺式彈簧秤上，物體對臺秤的壓力等于物體受到的重力，同時還等于物體受到的支持力，下列說法中正確的是

（）（A）壓力和重力是一對平衡力

（B）壓力和重力是一對相互作用力（C）壓力和支持力是一對平衡力

（D）壓力和支持力是一對相互作用力（E）支持力和重力是一對平衡力

（F）支持力和重力是一對相互作用力

2、機車A拉著一節車廂B水平向右行駛。用FAB和FBA分別表示A對B和B對A的作用力。已知B行駛時受到的阻力f＝2.0×103N。請回答以下問題。

⑴當A拉B勻速行駛時，FAB＝

N，FBA＝

N。FAB和FBA方向。

⑵當A拉B以0.3m/s2加速度運動時，已知車廂B的質量是4.0t，FAB＝

N，FBA＝

N。FAB和FBA方向。

3、下列的各對力中，是相互作用力的是

（）

黎晉良設計

（A）懸繩對電燈的拉力和電燈的重力（B）電燈拉懸繩的力和懸繩拉電燈的力（C）懸繩拉天花板的力和電燈拉懸繩的力（D）懸繩拉天花板的力和電燈的重力

4、用繩懸掛一重物，當重物處于平衡狀態時，重物所受重力的平衡力是____________，重力的反作用力是________ _______。

5、下列關于作用力與反作用力的說法中，正確的是（A．先有作用力，后有反作用力

B．只有物體靜止時，才存在作用力與反作用力 C．只有物體接觸時，物體間才存在作用力與反作用力 D．物體間的作用力與反作用力一定是同性質的力

6、在天花板上懸掛一個重力G的吊扇，當吊扇靜止時,懸桿對吊扇的拉力為T，當吊扇轉動時懸桿對吊扇拉力為T′，則G、T與T′三者之間的大小關系如何？ 答：T′

T

G

7、甲、乙兩人各用20N的力分別向兩邊拉測力計，測力計處于靜止狀態，則測力計的示數為

N。）

提高題

8、甲、乙兩人分別站在兩個相同的船上，甲質量較大，船漂浮在平靜的水面上，初速度為零，他們各自握住繩的一端用力拉對方，兩人都相對自己的船靜止，不計水對船的阻力，則

（）

（A）甲先到中間

（B）乙先到中間

（C）同時到中間

（D）無法確定

9、如圖所示，一個箱子放在水平地面上，箱內有一固定的豎直桿，在桿上套有一個環，箱和桿的質量為M，環的質量為m。當環沿著桿加速下滑時（環的加速度小于g），箱對地面的壓力

（）

（A）等于Mg

（B）等于（M＋m）g（C）大于（M＋m）g

（D）小于（M＋m）g

m a M

黎晉良設計

10、如圖所示，在臺秤上放半杯水，用細線栓一體積小于水的金屬塊慢慢浸入水中（水不溢出）。則臺秤的示數將

（）（A）一直保持不變

（B）先減小后保持不變

（C）先增大后保持不變

（D）一直增大